cargas ciclicas resumen.docx

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TAPACHULA

DISEÑO DE ELEMENTOS DE MAQUINAS

UNIDAD 2

ING. ALFREDO GOMEZ MEOÑO

TAREA: DISEÑO DE EJES BAJO CARGAS CICLICAS

14 DE NOVIEMBRE DEL 2017

DIAZ FLORES ERICK GIOVANI -

15510442

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INDICE

INTRODUCCION…………………………………………………………..………..3

OBJETIVOS GENERALES……………………………………………..…………..4

MARCO TEORICO………………………………………………………………….. 5

CONCLUSIONES……………………………………………………….…………..9

GLOSARIO………………………………………………………………..…………10

BIBLIOGRAFIAS……………………………………………………………………11

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INTRODUCCION

En este tema abordaremos sobre las cargas cíclicas, como alumnos debemos analizar que es una carga cíclica en esta materia, estas cargas cíclicas también la podemos llamar cargas dinámicas, en la parte electromecánica es muy importante abordar este tema presente en el momento de hacer una estructura ya sea en una empresa u otro trabajo, el tecnológico de Tapachula capacita a los ingenieros electromecánicas en darles la teoría sobre vigas y estructuras entonces nosotros como ingenieros debemos tener en cuenta cómo hacer una estructura mecánica bajo las cargas dinámicas. El objetivo de la dinámica estructural es el análisis de estructuras bajo cargas dinámicas, es decir cargas que varían en el tiempo.  Aunque la mayoría de las estructuras pueden diseñarse considerando sólo cargas estáticas, hay importantes excepciones que requieren del proyectista la posibilidad de distinguir entre cargas estáticas y dinámicas. En realidad, las cargas accidentales o las cargas móviles, a diferencia del peso propio, rara vez son estrictamente estáticas porque su aplicación sobre la estructura requiere de un cierto tiempo que en definitiva debe ser analizado para establecer si se trata de una carga estática o dinámica. Sin embargo es intuitivamente válido aceptar que si la magnitud de la fuerza varia en forma suficientemente lenta no causará efectos dinámicos y podrá tratarse como estática.

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OBJETIVOS GENERALES

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Tener en cuenta que es un diseño de ejes

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Emplear este tema en la vida cotidiana

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Como aplicar este tema en la ingeniería electromecánica

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El impacto que puede llegar a causar el no emplear bien el diseño de ejes

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

Estar consciente que trabajar con cargas cíclicas implica la fatiga en su estructura

Una deformación puede echar a perder un gran trabajo trayendo consecuencias

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Hasta este momento nos hemos ocupado de estudiar las tensiones y deformaciones producidas por las cargas estáticas, es decir, cargas que insumen un tiempo considerable en aplicarse. las cargas estáticas varían su magnitud de cero a los valores definitivos tan lentamente, que las aceleraciones que en estas condiciones reciben los elementos de las estructuras son despreciablemente pequeñas. un ejemplo claro de este tipo de carga es la que soporta una columna de un edificio de viviendas, la cual tarda en recibir el total de las cargas gravitacionales aproximadamente dos años, que es el tiempo que usualmente media entre la construcción de la propia columna y la habilitación del edificio. cuando una carga se aplica en un período relativamente corto recibe el nombre de “carga dinámica”. las cargas dinámicas se distinguen de las estáticas por el hecho

de originar modificaciones tanto en la magnitud de las tensiones como en las deformaciones a que dan lugar, afectando también la forma y límite de rotura de los materiales.

en los materiales solicitados dinámicamente la deformación de rotura se reduce en forma

considerable.

asimismo,

las

experiencias

realizadas

demuestran

incrementos del límite de fluencia y de la tensión de rotura. muchos materiales que frente a cargas estáticas tienen un comportamiento dúctil, en el caso de cargas dinámicas presentan un comportamiento frágil. las cargas dinámicas producidas por el impacto de un cuerpo en movimiento pueden originar en la estructura o en parte de ella efectos vibratorios. si la carga dinámica se repite en forma periódica, y su frecuencia coincide con el período de vibración del elemento, éste puede entrar en resonancia. cuando esto ocurre se originan deformaciones tan grandes que conducen al colapso de la estructura.

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Nos referimos a cargas dinámicas  como las cargas que muestran importantes efectos dinámicos. Son aquellas que con rapidez varían desde un valor nulo hasta su valor definitivo, produciendo así importantes aceleraciones sobre los componentes estructurales.

Dependiendo de la velocidad de la aplicación podemos distinguir entre dos casos dentro de las cargas dinámicas : 

Impacto de alta velocidad: Es aquella que ocurre cuando el tiempo para aplicar la carga es sumamente corto, un ejemplo de esto es el impacto producido por el proyectil de un arma de fuego hacia un objeto.

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Impacto de baja velocidad: Se puede definir como aquel que ocurre cuando las cargas son aplicadas en un periodo de tiempo considerable, durante el cual le imprimen aceleración en el cuerpo sobre el que están actuando. El tiempo de aplicación, desde el valor nulo hasta el máximo valor es tal, que el resistente material puede presentar características mecánicas similares que las presentadas en la carga estática. Al estar bajo estas condiciones, el efecto provocado del choque de la carga en movimiento se puede considerar como el equivalente al de una carga estática que sea más grande.



Carga súbita: En las cargas dinámicas la carga súbita es aquella que se aplica súbitamente pero no posee velocidad alguna antes del contacto. 6

La diferencia de la carga súbita con los otros dos tipos de choque es que ésta no depende solamente de la velocidad con la que se produzca el impacto, sino que también depende de la masa relativa de los cuerpos, de las uniones que mantengan con otros componentes y de las propiedades de cada uno de los materiales. Dentro de las cargas dinámicas  nos encontramos con el efecto vibracional, y es que la carga dinámica que se repite de forma periódica puede ocasionar una vibración del cuerpo resistente. Si la frecuencia de los impulsos pertenecientes a la carga dinámica es cercana a la frecuencia natural que posee la vibración del cuerpo, esta puede producir resonancia, causando así desplazamientos debido a deformaciones cada vez mayores que incrementan cada vez más la magnitud de las tensiones y que eventualmente, pueden producir la rotura. Es por eso que vamos al siguiente punto de las cargas dinámicas  y es el comportamiento rotura y deformacional, en el cual están: 

Energía almacenada: Esta se refiere a que la deformación de rotura por impacto considerablemente se reduce y por tanto la energía de deformación absorbida resulta ser muchísimo menor y también cambia la forma de la rotura.



 Aspecto de la rotura: Es posible verla cuando al reducirse la específica deformación de rotura aumenta la fragilidad del material.

las concentraciones de esfuerzos debidas a discontinuidades geométricas son determinantes en el desempeño de la soldadura, basta que en un solo punto de la geometría de la unión se alcancen niveles de esfuerzo superiores al límite de fluencia para iniciar una grieta, no importa si el esfuerzo nominal es mucho menor que el esfuerzo de fluencia.

Existen tres formas de falla relacionadas directamente con la inestabilidad dimensional: 7

š 1. Variación dimensional temporal relacionada con deformaciones elásticas. (Falta de rigidez) š 2. Variación dimensional permanente relacionada con cuatro fenómenos principales:- Fractura (Ruptura frágil)- Plástica (Deformación excesiva que inutiliza la pieza)- Con pérdida de peso (Asociada a la corrosión o el desgaste abrasivo) š 3. Variaciones metalúrgicas que pueden conducir a inestabilidad dimensional

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CONCLUSION

Como conclusión logramos comprender el tema de diseño de ejes, pudimos ver sobre que la fatiga juega un papel en contra de las cargas cíclicas ya que perjudica un trabajo como también la fatiga en estructuras, nosotros como ingenieros debemos de ver esos puntos tanto eso como las deformaciones que el tecnológico nos capacita para eso, como ingenieros tenemos los cálculos relacionados conforme a dicho tema, en la vida cotidiana o cuando estemos afuera cuando queramos hacer una estructura debemos ver los peligros que puede ocasionar la fatiga, esto lo podemos ver mucho en estructuras como de puentes o de algún entechado para no irnos a lo mucho, cuando este tiene un gran pesor hace que ocurra todo lo anterior como una deformación entonces nosotros debemos de emplear cálculos sobre ver que tanto pesor puede aguantar una estructura, como también lo podemos ver en las vías del tren el tren tiene mucho peso y este va muy rápido que hace que un material no adecuado para esto puede haber muchas consecuencias negativas, entonces para concluir las cargas ciclicaso o dinámicas lo podemos ver en muchos lados y la fatiga como las roturas debemos de jugar en contra de ellas.

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GLOSARIO

Fatiga: se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas

dinámicas cíclicas se produce más fácilmente que con cargas estáticas Rotura: se obtiene por lo general realizando un ensayo de tracción y registrando

la tensión en función de la deformación (o alargamiento Deformación: es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido

a esfuerzos internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatación térmica Choque: se define como la colisión entre dos o más cuerpos de los cuales el

impactado esta en reposo. Rigidez: Capacidad de resistencia de un cuerpo a doblarse o torcerse por la

acción de fuerzas exteriores que actúan sobre su superficie. Impacto: es una fuerza alta o choque aplicado durante un período del poco tiempo

cuando dos o más cuerpos chocan. Dinámica: Parte de la física que estudia el movimiento en relación con las causas

que lo producen. Eje: es un elemento constructivo destinado a guiar el movimiento de rotación a

una pieza o de un conjunto de piezas,

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BIBLIOGRAFIAS

Hall, Holowenko, Laughlin, DISEÑO DE MÁQUINAS

Shigley Joseph E.  – Charles R, Mischke DISEÑO DE INGENIERÍA MECÁNICA

R.R. Slaymaker, DISEÑO Y ANÁLISIS DE ELEMENTOS DE MÁQUINA

Faires, DISEÑO DE MÁQUINAS

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